中药专业分析化学实验教学模式的探索与实践-精选教育文档

中药专业分析化学实验教学模式的探索与实践

分析化学在中医药院校中药专业中是一门重要的专业基础课。传统的分析化学实验强调学生对所学基本理论的理解，注重实验的规范性和操作技能的提高。但这种传统的实验教学模式忽略了学生自主能力的培养，扼制了学生的创新思维。按部就班的实验方式，使学生缺少探索研究的激情和机会。为适应中药产业现代化发展的需要，对分析化学实验进行改革，在传统验证性实验的基础上，适当增加设计性实验和综合性实验已成趋势。在教学过程中要真正实现教学目的，达到预期的教学效果，应将验证性实验、设计性实验和综合性实验有机结合，这对提高学生的实验操作技能，培养学生的创新思维和综合素质是十分必要的。

1 开设验证性实验，培养实验操作能力

所谓验证性实验是指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固基金项目和加强有关知识内容，培养实验操作能力、掌握实验原理为目的重复性实验活动。刚接触分析化学实验，学生对分析化学的实验要求和实验方法缺乏了解，实验指导教师的职责就是较详细地讲解实验的目的

课题来源：贵阳中医学院教学改革项目(2008)

要求、原理、要点、操作方法和注意事项等，通过播放实验教学片，演示实验操作，如分析天平的称量练习、滴定分析实验操作等，帮助学生了解规范的实验操作，指导学生按照实验指导

的顺序进行实验。教师注意观察学生的实验过程，纠正不规范的技术操作，使学生养成严格、认真和实事求是、一丝不苟的科学态度和工作作风。验证性实验在传授分析化学实验基本知识、实验方法，训练学生的基本操作技能方面是非常重要的，也是必需的。

2 开设设计性实验，培养创新思维

如果给定实验目的要求和实验条件。由学生自行设计实验方案并加以实现，这样的实验就是设计性实验。通过第一阶段验证性实验的教学实践，学生对分析化学实验的基本程序已有一定了解，具备一定实验操作技能。但由于验证性实验的整个过程是在验证课堂上、书本里讲过的理论知识，重复前人所做的工作，实验的结果是已知的，实验中只要学生照方抓药、认真操作、总能得到预期结果。学生在实验中缺乏激情和思考，完全是一种被动的学习，不利于学生创新思维能力的培养。为此，我们将设计性实验纳入分析化学实验第二阶段的教学，强调以学生为实验的主体，教师为主导，学生自行设计，自己做实验，大大提高了参与实验的主动性和积极性，有助于培养、提高学生的自学能力和动手能力。

2.1 教师指定实验题目，学生分组设计实验方案

实验指导教师根据实验室条件及在研课题指定实验题目。以水中微量铁的测定为例，教师对实验目的、设计方案的具体要求及实验基本原理进行简要讲解，要求学生了解本实验的基本原

理，设计实验内容及步骤，列出实验所需的仪器与试剂及含量测定结果计算式，写出实验的注意事项。关于实验的基本原理做如下提示：铁是药物和水中常见的一种杂质。因此，对药物和饮水中的铁要进行检查和测定。亚铁离子能与某些配位剂生成稳定的有色配合物，在可见光范围比色测定微量铁。当铁以Fe2+离子形式存在于溶液中时，若实验需要，可预先用还原剂将其还原为Fe2+离子。显色时应注意控制溶液的pH值。实验实施前，先将学生随机分组，每组3～5人，推荐一名同学担任小组长，负责组织全组同学查阅资料、收集信息，拟定方案，制作PPT。由于每个人认识上的差异，争论在所难免。通过争论，提出问题，加深认识，利于学生的沟通与协调，同时培养了学生发现问题，分析问题，从而解决问题的能力。

2.2 教师组织答辩，人人参与答疑

为保证实验方案的顺利实施，指导教师预先针对学生的设计方案组织答辩，各小组随机抽取一名同学代表本小组进行陈述，其他组的同学可从设计方案的科学性、可行性、简便性、安全性等方面提出问题，双方进行答辩。学生既是方案的设计者，也是方案的陈述者，极大地调动了学生的学习主动性和责任感。把学生提问和答辩环节纳入实验考核。学生开动脑筋积极思考和答辩，指导教师进行归纳总结，提出修改意见，学生在积极主动的学习中，锻炼了创造性思维，学习热情大大提高。

2.3 修订设计方案，协作完成实验

各小组根据老师和同学提出的意见，进行认真讨论和分析，完善实验方案的修改，协作进行实验，并在实验中检验方案的正确性与合理性。由于实验方案是学生自己设计的，实验中大家会充满激情，并希望尽自己所能，努力达到方案的实施效果，那种消极等待、照方抓药的现象没有了，取而代之的是大家的分工协作，充分体现出团结协作的团队精神。

2.4 进行实验总结，撰写实验报告

设计方案在实施过程中，可能会出现一些预想不到的问题和现象，实验设想和结果可能出现较大差异。如显色时溶液pH值控制不当，过高(pH＜2)显色缓慢而色浅，过低二价铁离子易水解。此外，水样的取样量、显色剂的用量及吸收波长的选择等诸多因素都会影响测定结果。设计性实验，失败在所难免。体验挫折。也有助于学生心理素质的提高。实验失败，教训深刻，如果学生能够找到实验失败的原因，并加以分析和总结，同样可以收到良好的学习效果。

3 开设综合性实验，培养综合素质

根据教育部颁发的高等学校教学工作水平评估方案，综合性实验即为“实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验”。实际上综合性实验也就是实验内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、实验手段，对学生的知识、能力、素质形成综合的学习与培养的实验。

3.1 综合性实验的选题

综合性实验的选题不应仅局限于实验内容的综合，还应考虑实验方法、实验手段的综合，同时还应考虑到学生对实验内容的熟悉性、实验的可操作性。受实验学时所限(6学时)。综合性实验题目不宜过大，实验内容不宜过多，以免流于形式。我们根据学生掌握的中药学、中药鉴定学的相关知识，选择中药材及传统中药制剂作为分析对象，选择有机化学、中药化学的提取分离方法如回流提取、超声提取等进行提取分离，选择验证性实验已掌握的样品制备方法及实验手段如紫外分光光度法、气相色谱和高效液相色谱法对样品进行分析。应用计算机对数据进行统计学处理。

3.2 综合性实验的实施

综合性实验相对于设计性实验而言，实验的不确定因素

较少，实验指导教师主要关注学生对实验内容、实验方法和实验手段是否理解，对所学知识是否能综合运用，对实验的细节不必讲解。学生在实验中出现问题时，给予启发和引导，注重学生主动性、独立解决问题能力的培养。教师要有服务于学生群体的意识，也应有服务于学生个体的意识。

3.3 综合性实验实例

3.3.1 实验题目

中药厚朴中厚朴酚与和厚朴酚的提取及含量测定。

3.3.2 项目开设面向对象，实验分组人数

本实验面向中药学及相关专业的本科生，实验按3～5人分

组。

3.3.3 实验目的和要求

(1)了解中药材中有效成分的提取方法；

(2)掌握HPLC测定中药材中有效成分的步骤和方法。

3.3.4 实验内容和涉及知识点(认知环节)

(1)涉及知识点

①试样分析的基本程序；

②误差和分析数据的处理，准确度与精密度，有效数字及其计算规则；

③色谱流出曲线及有关概念；

④HPLC定性、定量分析方法。

(2)实验内容

①试样的提取与制备；

②色谱条件的选择；

◎含量测定。

3.3.5 实验条件和设施

可提供学生实验用实验室，玻璃仪器、试剂、试药，实验相关设施完备。实验管理教师及实验指导教师都有多年实验教学经验。

3.3.6 实验指导方式，教学方法和手段

(1)实验预习阶段：学生根据实验指导书，预习实验相关内容，实验指导教师进行辅导。

(2)实验实施阶段：实验前，实验指导教师对实验原理及实验中应注意的问题进行讲解，提问并解答学生提出的问题，实验按要求实施并做好记录。

(3)实验总结阶段：实验指导教师根据实验中发现的问题及实验报告的批阅，对本次实验进行讲评。

3.3.7 实验创新点

针对中药材的特点，根据学生所掌握的各学科的相关知识，制定提取分离方法和含量测定方法，使学生通过本实验，巩固所学知识。

4 实验考核

实验成绩考核应较全面地反映学生的实验态度、操作技能；学生分析问题、解决问题的能力以及创新思维能力和综合素质。依据分析化学实验课的特点，可将实验考核成绩分为三部分。

4.1 平时实验成绩(占40％)

平时实验成绩主要考察学生实验的记录、实验报告和实验态度等。其中问题的讨论应作为平时实验成绩考核之重点，使学生正确看待实验成败。通过对实验过程中出现的问题及产生的原因的分析和合理的解释，培养学生的理性思维，切忌为追求一个好的实验结果，涂改实验数据，弄虚作假。

4.2 实验技能成绩(占20％)

实验技能考核放在实验课结束时进行。由实验指导教师拟定几个有代表性是验证性实验，学生提前一周抽签选题，然后进行

实验考核。内容包括：(1)回答问题；(2)实验操作；(3)实验结果及数据处理。教师通过提问，了解学生对基本知识掌握程度，培养学生语言表达能力和良好的心理素质。考核实验操作，强化学生的动手能力，为后续课程的学习打下良好基础。

4.3 设计性实验成绩(占20％)

设计性实验成绩主要涵盖：(1)文献查阅及综述；(2)实验方案设计；(3)实验方案答辩；(4)实验实施；(5)实验报告；(6)

实验小结及问题讨论。通过设计性实验的考核，可反映学生独立分析问题和解决问题的能力，其中实验的创新构思及问题的讨论应列入考核之重点。

4.4 综合性实验成绩(占20％)

综合性实验突出了学生的主体地位，综合性实验的内容涵盖了多学科、多章节的知识。实验指导教师通过观察学生实验操作，如样品称量及前处理、溶液的配制、实验条件的控制、仪器的使用等，了解学生是否把所学知识融会贯通，通过问题解答、实验报告，了解学生是否具备综合分析问题、解决问题的能力。

5 教学效果评价

我们连续三年分别在2005级、2006级、2007级中药专业进行实验教学模式的探索与实践。分三个阶段开设验证性实验、设计性实验和综合性实验，取得了明显的教学效果。采取问卷调查方式，了解学生对分析化学实验教学中增设设计性实验和综合性实验教学效果的评价，结果见表1和图1。

图1学生对增设设计性实验和综合性实验教学效果评价柱

形图(注：系列1，2，3，4分别代表优秀、良好、一般和较差) 师生们认为，在分析化学实验中，适当增设部分设计性实验和综合性实验是非常必要的。通过设计性实验提高了学生参与实验的主动性和积极性，培养了学生的自学能力。学生在方案的设计过程中，通过查阅资料，方案设计，有助于对已学知识的复习巩固，也有助于激发学生的创新精神，同时培养学生独立思考和自学能力。综合性实验的开设，加强了学生综合能力的培养。通过对实验的观察、分析，加深对基本概念、现象、规律与基本原理的理解，掌握一般实验技能和仪器、设备的使用方法，具有一定的解决实验技术问题的能力。此外，学生在方案的设计和实施过程中，有分工，也有协作，有助于学生之间的情感沟通，培养学生的协作精神，使学生的综合素质得到提高。